As ligas a base de titânio e tântalo utilizadas neste trabalho foram fundidas em forno de fusão a arco voltaico com atmosfera controlada de argônio e posterior ao processo de fusão, forjadas a quente para se obter amostras com perfil cilíndrico, adequado ao propósito deste trabalho. As amostras do sistema Ti-Ta utilizadas neste trabalho continham 8 e 16% de peso em tântalo. Tais amostras foram analisadas nas condições após forjamento, após tratamento térmico e dopadas com oxigênio, conforme nomenclatura apresentada.
As amostras estudadas foram caracterizadas por análise química quantitativa (para se determinar a composição das ligas), análise de gases (para se verificar a quantidade de oxigênio presente nas amostras), medidas de densidade, microdureza Vickers, difração de raios X e refinamento de Rietveld, módulo de elasticidade e biocompatibilidade.
De acordo com os dados obtidos, pode-se concluir que:
de acordo com os valores da análise de gases, podemos dizer que a dopagem com oxigênio não foi efetiva para as ligas Ti-8%Ta, pois a diferença de valores entre as amostras tratada termicamente e dopada com oxigênio é de apenas 0,005% em peso, para a primeira dopagem, e de 0,004% em peso, na segunda dopagem. Para as amostras Ti-16%Ta, esta diferença é de 0,032% em peso, na primeira dopagem, e para a segunda dopagem a diferença reduziu para 0,008% em peso. Isto se deve à predominância da fase α, que possui estrutura cristalina hexagonal compacta com alto fator de empacotamento, dificultando a absorção de elementos intersticiais;
os valores de densidade para as amostras Ti-8%Ta e Ti-16%Ta diferem em apenas 1% do valor teórico calculado. A introdução de elemento de liga provocou aumento na densidade das amostras. Não foi observado aumento significativo na densidade devido à dopagem com oxigênio;
em todas as amostras e condições estudadas, as medidas de difração de raios X revelam picos característicos da fase α do titânio, mostrando que a concentração de elementos de ligas, o tratamento térmico e dopagem como oxigênio não
foram suficientes para provocar grandes mudanças na estrutura cristalina das amostras estudadas, prevalecendo a fase α do titânio;
as análises de Rietveld mostraram a presença de fase β e fase martensítica α’’, nas duas concentrações e em todas as condições estudadas. Para as amostras Ti- 8%Ta, a porcentagem de fase β varia de 6 a 8% e fase a fase martensítica α’’ está presente na faixa de 14,7 a 18,6 %. Nas ligas Ti-16%Ta, a fase β representa 6,9 a 8,8% e a fase martensítica α’’ equivale entre 14, 8 e 16,1%. Não se observou variações no parâmetros de rede em todas as ligas estudadas;
levando-se em consideração que em todas as condições de processamento (forjada, tratada termicamente, primeira dopagem e segunda dopagem com oxigênio), faz-se uso de altas temperaturas, taxas de aquecimento e resfriamento distintas, pode- se dizer que a diferentes condições de tratamento pouco influenciou na quantidade de fase martensítica α’’, pois a variação é pequena. a adição de elementos de liga provocou aumento na dureza das ligas estudadas.
Para as amostras tratadas termicamente e dopadas com oxigênio (nos dois processos de dopagem), não se observa aumento significativo na dureza devido a estes processos;
os valores de módulo de elasticidade obtidos para as amostras Ti-Ta apresentam valores inferiores dos encontrados para materiais em utilização no sistema de saúde, porém ainda muito acima do valor do módulo de elasticidade do osso humano;
a dopagem com oxigênio não influenciou significativamente os valores encontrados para o módulo de elasticidade;
a adição de elementos de liga foi muito mais satisfatória que a dopagem com oxigênio para a redução dos valores de módulo de elasticidade;
as análises de biocompatibilidade in vitro mostram que todas as amostras nas condições estudadas não apresentam carácter citotóxico, sendo consideradas (de acordo com essas análises) biocompatíveis.
VI. Prosseguimento deste trabalho
Sabendo-se que as propriedades das ligas do sistema Ti-Ta são diretamente associadas à adição de elemento substitucional, sugiro como prosseguimento deste trabalho, a análise física, química, biológica e ainda mecânica de ligas com diferentes concentrações de tântalo. Como exemplo, poderiam ser feitos estudos comparativos, entre microestrutura e propriedades, de ligas de estrutura α e ligas de estrutura β, associando os resultados encontrados com à adição de tântalo.
Uma segunda sugestão, seria a verificação da influência de diferentes tipos de tratamentos térmicos na estabilidade das fases deste material. Sugiro que sejam feitos tratamentos térmicos com diferentes taxas de aquecimento, patamares de temperatura e resfriamento, visando a verificação do possível surgimento e transformações de fases.
VII. Referências
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